初二物理竞赛第3讲测量与机械运动学生版

24初一物理竞赛预备班第 3 讲学生版第三讲测量与机械运动模块一测量知识导航第一个图中帽檐的直径 AB 与帽子高度 CD 哪 个更长? 第二个图中, 中心的两个圆哪个面积 大? 先看看, 再用尺量. 我们的视觉总是可靠 的吗?小宝宝尿床了, 尿出了一个不规则图形, 你 能帮他测一测这个图形的面积吗?初一物理竞赛预备班第 3 讲学生版25长度 的 测 量认识常 用的测 量长度 的工具你会估 测吗? 手的长度步子的长度鞋子的长度长度的 单位换 算国际单位是米（简写为 m）, 常用单位有: 千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（ m ）、纳米（nm）它们之间的换算关系: 1km=103m , 1dm=10-1m ,1cm=10-2m , 1mm=10-3m , 1m=10-6m , 1nm=10-9m正 确 选 择 和 使 用 刻 度 尺 一估: 测量前根据实际需要选择测量工具 二看: 观察刻度尺的量程、分度值（即最小刻度, 也是刻度尺能达到的准确程度）和 零刻线的位置这样才能确定一次测量的最大值和测量能达到的准确程度 三放: 刻度尺要与被测长度平行或重合, 刻度线要紧贴被测物体, 被测长度的一端要 与刻度尺的零刻线（若零刻线已磨损, 则选择刻度尺上另一完好的刻度线）对齐 四读: 读数时视线要与尺面垂直, 且正对刻度线, 并估读到分度值的下一位, 这样被 测物体的长度就为物体两端读数之差 五记: 记录测量结果时, 要写出数字和单位测量结果是由数字和单位组成的, 其中 数字部分应由准确值（由刻度尺的分度值决定）加上一位估计值组成例如下图中, 刻度尺的最小刻度为 1cm, 被测物体的长度为 12.7cm, 其中, 12cm 是由刻度尺上准 确测得的为准确值; 而 0.7cm 是估读的为估计值由于在准确值的下一位已经为估 计数字, 是不准确的, 所以再往下一位估计便无意义了, 因此记录结果只需一位估 读值实 验 误 差误差定义使用正确测量方法进行测量时, 测量值与真实值之间的差异(不能说 是真实值与测量值之间的差异)误 差 与 错 误 区 别错误是指由于实验方法不正确或实验时 违反操作而造成的, 错误是应该且能够 避免的误差不是错误而误差是 不能绝对避免的, 但可以 通过分析误差产生的原因 来想办法减小误差误 差 种类产生原因特点减小误差的办法系 统 误差由于 实验仪器 本身不 精 确、实验方法粗略、实验 原理不完善等产生的误差若偏大, 每次都偏大; 若偏小, 每次都偏小可通过选用精密的仪器, 改进实验方法, 完善实验 的设计原理等办法减小误 差偶 然 误差由于 各种因素 对测量 的 人、测量仪器和测量物体 影响而产生的误差有时偏大、有时偏小可通过多次测量取平均值 的办法减小误差26初一物理竞赛预备班第 3 讲学生版测 量 长 度 的 特 殊 方 法 积小为大（又称积累法）:此法在长度测量中常用于测量微小长度, 如细金属丝的直径、一张纸的厚度时, 由于 被测长度太小（可能比刻度尺的分度值还小）, 直接用刻度尺测 量会很不准确而导致测量错误, 因此常可以采用“积累”的方法, 用刻度尺测出多匝金属丝的总直径或多张纸的总厚度, 再算出一根金属丝的直径, 一张纸的厚度 化曲为直（又称替代法）: 此法在长度测量中常用于测量弯曲物体的长度如圆周长、地图上河流长 等, 可用纸条、软线等软材料附着在被测的弯曲物体上, 正确记下始末位 置, 再将软材料拉直后, 用刻度尺测出其长度, 便是弯曲物体的长度, 这 样便利用“以直代曲”的替代方法, 间接测出了曲线的长度 化内为外（又称平移法）: 当被测物体长度不能直接测量时（如人的身高、球的直径、锥体的高等）, 就要想 办法把它等值平移到物体的外部, 再用刻度尺测量如右图所示 的操作便将被测锥体的高平移到了刻度尺上的 AB, 读出 AB 的长度即为 锥体的高 滚动法:先测出某个轮子的周长, 让此轮子在被测曲线上滚动, 记录滚动的圈数, 然后用轮子周长乘以圈数就可以得到曲线路径的长度例如: 测操场的长 度、两个汽车站之间的距离等, 汽车的计程器就是根据这个原理制成的体 积 的 测 量体积任何物体都要占据一定的立体空间, 也就是具有一定的体积体积的 单位国际单位: 米 3 （ m3 ）;常用单位: 立方分米（ dm3 ）、立方厘米（ cm3 ）、升（ L ）、毫升（ mL ） 换算关系: 1m3 = 103dm=106cm3 、1L =103mL 、1dm3 =1L测量物 体体积 的方法形状规则 固体用刻度尺测出长、宽、高, 即可算出体积形状不规 则固体方法密度大 于水用量筒或量杯, 通过“排水法”测定密度小 于水悬重物法或者针压法测量液体 体积用量筒或量杯直接测定初一物理竞赛预备班第 3 讲学生版27题型一长度的测量【例1】 长度的国际制标准单位是 . 长度的测量使用的工具叫做 .【例2】 完成下列单位的换算：(1)1m= mm;(2)10m= nm;(3)160mm= dm;(4)25dm= km;(5)210-3km= cm;(6)1m= m(用科学计数法表示)【例3】 给下列长度补上合适的单位(用符号表示) (1)一本书的厚度为 8 ; (2)一位学生的身高为 160 ; (3)双人课桌的长度是 120 ; (4)圆珠笔芯塑料管的直径是 3 ; (5)乒乓球的直径约是 40 ; (6)教室门的宽度是 0.95 ;(7) 教室黑板的水平长度约为 3.5 .【例4】 刻度尺使用前需要先观察 和 是否合适, 测量时应该紧贴 . 读数记 录的数据包括 值和 值.【例5】 如图所示的几种测量中, 刻度尺放置最符合要求的是哪个?() 【例6】 如图所示, 木块的长度为 cm.28初一物理竞赛预备班第 3 讲学生版【例7】 误差分为两种, 由于实验仪器本身不精确、实验方法粗略、实验原理不完善等产生的误差 叫做 误差; 由于偶然的或不确定的因素所造成的每一次测量值的无规则变化 而产生的误差叫做 误差. 前者偏差 , 后者偏差 . (填“一 致”或者“不一致”). 减小前者误差的方法为 ; 减小 后者误差的方法为 .【例8】 (卡尺原理)小明用刻度尺和三角板按图测一枚纽扣的直径, 该刻度尺的分度值是 mm, 纽扣的直径是 cm【例9】 (积累法)在一支铅笔上紧密缠绕 30 匝细铜线, 测出 30 匝线圈的长度为 0.75cm, 则细铜线的 直径为多少?【例10】(比例法) 小明想测一测操场上旗杆的高度, 由于太高了, 没有办法用尺子 直接测量于是他找来一根 1 米长的木杆, 立在旗杆的旁边, 测量小杆的影 子长度为 0.4 米, 又测量了一下旗杆的影子长度为 2.4 米, 请你帮小明计算一 下旗杆的高度【例11】(滚动法)给你一张纸、一支铅笔、一把最小刻度值是 1 毫米的刻度尺, 你用这些器材怎样测 出一枚壹元硬币的周长?（请写出测量步骤）【例12】 (化曲为直)(1) 简单设计一个方法, 可以测量地图上北京到贵州铁路长度:（2）某同学测出地图上长江长 63.00 厘米, 北京至郑州铁路线长 6.95 厘米经查书, 长江实 际长度为 6300 千米则此地图的比例尺为 , 北京至郑州实际铁路线长为 题型二面积和体积的测量【例13】一块地板砖的面积约为 （）A1600 微米 2B1600 毫米 2初一物理竞赛预备班第 3 讲学生版29C1600 厘米 2D1600 分米 230初一物理竞赛预备班第 3 讲学生版【例14】(油膜法测分子直径)某同学想知道分子直径大约有多少, 由于分子直径很小, 直接用显微 镜无法看到, 也没有如此小的测量工具小明分析: 如果将很少的油, 滴在足够大的水面上, 油就能平铺 成单分子层请你帮助小明一起完成测油分子直径的实验用滴管和量筒测出100 滴油的体积, 记为V ;将少量痱子粉均匀撒在脸盆的水面上, 用滴管滴入一滴油, 油 面散开;找一块玻璃板画上边长为 L 的正方形坐标格, 盖在脸盆上, 视 线垂直, 描出轮廓, 如图, 记下格数, 算出面积为 计算油分子直径为 【例15】怎样利用量筒、水、细线、小铁块测定小木块的体积?模块二运动学知识导航1. 机械运动机械运动 的定义一个物体相对于另一个物体位置的改变叫做机械运动参照物在研究机械运动时, 事先假定为不动的物体叫做参照物, 对于一个物体处于运动 状态或静止状态跟选取什么样的参照物有关, 通常情况下在研究地面上运动物体 时是选取地面或者是固定在地面上的某一物体, 如树木、房屋等为参照物2. 关于运动快慢的描述描述物体运动快慢的两 种方法（1）规定相同的运动路程, 比较物体所用的时间, 例如各种运动比赛（2）规定相同的运动时间, 比较物体运动的路程通常取单位时间内 通过的路程, 为此而引入了“速度”这个物理量速 度定义运动物体在单位时间内通过的路程叫做速度物理意义描述物体运动快慢的物理量计算公式v = st单位国际单位制中, 速度的单位是米每秒, 符号 m/s; 常用单位: km/h, 换算 关系: 1m/s=3.6km/h匀速直线运动1定义:速度不变的直线运动叫做匀速直线运动2在任意相等时间内,物体通过的路程都相等3运动图像:变速直线运动及平均速 度变 速 运 动 的 快 慢 可 用 平 均 速 度 粗 略 的 描 述 平 均 速 度 ss总 = vt总 v = 总 st t = 总总 总v初一物理竞赛预备班第 3 讲学生版31题型一参照物及运动快慢的描述【例16】据报道：1999 年 5 月 17 日深圳赛格广场工地上, 有一幢高 291.6m 的大楼正在施工, 下午 3 时许, 刮起了大风, 一大片乌云飞快地飘过大楼上空, 突然有人惊呼：“楼要倒了！”结果引 起邻近数百人在大街上惊叫狂奔, 造成这种判断失误是由于这些人选用的参照物是（） A地面B乌云C自己D大楼【例17】如图所示, 判断甲、乙两船的运动情况（ ） A甲船可能向右运动, 乙船可能静止 B甲船一定向右运动, 乙船一定向左运动 C甲船可能向右运动, 乙船一定向左运动 D甲船一定向右运动, 乙船可能向左运动【例18】比较物体运动快慢的方法通常有两种（如图甲、乙）,其中甲是 ; 乙是 【例19】速度是描述物体 的物理量. 速度等于运动物体在 所通过 的 , 用公式表示 v= . 速度的国际制标准单位为 .【例20】单位换算： 1 m/s= km/h72km/h= m/s32初一物理竞赛预备班第 3 讲学生版题型二匀速直线运动【例21】如果物体在 的时间内走过的路程均相等的直线运动就是匀速直线运动.【例22】甲、乙两小车同时同地同方向做匀速直线运动, 它们的 s-t 图象分别如图（a）和（b）所示由 图象可知（）A甲、乙两车的速度相同 B甲通过 2.4 米时, 乙通过 3.6 米C经过 3 秒, 甲、乙相距 0.3 米D两车相距 1.2 米时, 运动的时间是 6 秒【例23】图象可以表示物体运动的规律 , 两个图中表示物体做匀速直线运动的分别 是 段.题型三变速运动中的平均速度问题【例24】如图是小车运动路程与时间的关系曲线从 0s 到12s 这段时间内, 小车 的平均速度是多大?【例25】如图所示, 向右沿直线运动的小车, 通过 AB、BC、CD 三段路程所用的时间都是 0.4s, 图中 标尺上每一小格的长度均代表 2m. 由图可知, 小车做的是 运动（选填“匀速”、“加 速”或“减速”）; 它从 A 点运动到 D 点的平均速度是 m/s.ABCD【例26】为了描述运动的快慢, 我们定义了“速度”这个物理量, 用路程与时间的比值, 即单位时间内 所走的路程来表示运动的快慢. 但是很多情况物体是变速运动, 于是我们引入了“平均速度”这个物理量来粗略地描述一段时间内物体运动的快慢,平均速度 = 总路程 .总时间第一次, 老张从甲地到乙地, 前一半路程保持 v1 的速度直线行走; 后一半路程保持 v2 的速度直线行走,则他全程的平均速度为 . (v1v2, 用含有 v1 、v2 的代 数式表示)第二次, 老张从乙地到甲地, 前一半时间保持 v1 的速度直线行走; 后一半时间保持 v2 的速度直线行走, 则他全程的平均速度为 . (v1v2, 用含有 v1 、v2 的代 数式表示)请问, 哪次的平均速度更快一些呢? (填“第一次”或者“第二次”或 者“一样”)题型四运动学的应用【例27】某商场的自动扶梯在 4min 时间内, 可以把站在扶梯上的顾客送到二楼如果扶梯不动, 人 走上去需要时间为 6min, 那么, 当人沿着开动的自动扶梯走上去, 需要的时间 【例28】河中有一漂浮物, 甲船在漂浮物上游 100 米处; 乙船在漂浮物下游 100 米处, 若两船同时相 同速度去打捞则（）初一物理竞赛预备班第 3 讲学生版33A甲船先到B乙船先到 C两船同时到D无法判断谁先34初一物理竞赛预备班第 3 讲学生版题型五思考题【例29】 “蜻蜓点水”是常见的自然现象, 蜻蜓点水后在平 静的水面上会出现波纹. 某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得了一张蜻蜓点水的俯视照片, 照片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹. 如果蜻蜒飞行的速度恰好与水波的传 播速度相等, 不考虑蜻蜓每次点水所用的时间, 在图四幅图中, 与照片相吻合的是( )【练1】 为研究自由落体运动, 实验者从某砖墙前的高处由静止释放一个石子, 让其自由落下, 拍摄到石子下落过程中的一张照片如图所示. 由于石子 的运动, 它在照片上留下了一条模糊的径迹. 这个照相机的曝光时间为 1.210-2s, 石子从 A 运动到 B 的过程中, 平均速度约为 【练2】 如图所示是一个自行车中通过链条传动的装置A 为主动轮, B 为从动轮, A、B 两个轴用链 条传动, B、C 两个轮固连绕同一个轴转动已知 RA : RB : RC = 2 :1: 3 试分析 A、B、C 三 个轮边缘点速度的比初一物理竞赛预备班第 3 讲学生版35阅读材料“米”的由来我国统一使用米制作为长度单位人类为了找到一个适用的长度单位, 费了不少周 折人们很早就想找到一种可靠的, 不变的尺度, 作为量度距离大小的统一标准最初是 以人体作为标准从 3000 多年前古埃及的纸草书中, 发现了人前臂的图形用人的前臂 作为长度单位叫”腕尺”埃及著名的胡夫金字塔便是按照腕尺标准建造的, 塔高为 280 腕尺公元 9 世纪撒 克逊王朝亨利一世规定, 他的手臂向前平伸, 从鼻尖到指尖的距离定为”1 码”10 世纪英 国国王埃德加, 把他的拇指关节之间的长度定为”1 寸”相传我国古代大禹治水时, 曾用自 己的身体长度作为长度标准进行治水工程的测量唐太宗李世民规定, 以他的双步, 也就是左右脚各一步作为长度单位, 叫做”步”并 规定一步为五尺, 三百步为一里；后来又规定把人手中指的当中一节定为”1 寸”. 到了公 元 18 世纪, 人们开始感受到这种用人身体作为长度标准缺点很多, 由于人的高矮不同, 形成长度单位的长短不同, 非常混乱人们迫切希望找到一种长度固定的度量单位, 终于 想起了地球当时认为地球的大小和长度